(57)【要約】      （修正有）【課題】二酸化炭素と低ＧＷＰ値のＨＦＯガスの非共沸混合冷媒を使用する冷凍装置であって、常用圧力を３．０Ｍｐａ以下に維持して、従来の汎用機器を使用することができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍回路の高圧を冷却によって３．０Ｍｐａ以下とするため、冷凍回路の凝縮器２１と、蒸発器２５の一次側の膨張弁の間に、ケーシングの内部に一枚の伝熱プレートを設け、その伝熱プレートによって、冷媒が流通する、同一の容量を有する一次側と二次側を形成し、伝熱プレートの伝熱面積は一次側と二次側で同一とした熱交換器２２、２４を直列に複数個連接して設け、各熱交換器の二次側流入口前には減圧弁を配してあることとする。【選択図】図１
0003226247.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
冷媒として二酸化炭素と低ＧＷＰ値のＨＦＯガスを混合した非共沸混合冷媒を用いた冷凍装置であって、冷凍回路の高圧を冷却によって３．０Ｍｐａ以下とするため、冷凍回路の凝縮器と、蒸発器の一次側の膨張弁の間に、ケーシングの内部に一枚の伝熱プレートを設け、その伝熱プレートによって、冷媒が流通する、同一の容量を有する一次側と二次側を形成し、前記した伝熱プレートの伝熱面積は一次側と二次側で同一とした熱交換器を直列に複数個連接して設け、各熱交換器の二次側流入口前には減圧弁を配してあることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記した熱交換器は二つを連接して二段の蒸発減圧機構としてあることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記した冷媒はＧＷＰ値が１の二酸化炭素とＧＷＰ値が０．８より大きいＲ１２２４ｙｄ（ＨＦＯ−１２２４ｙｄ）の混合ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記した減圧弁は減圧度の調整用キャピラリチューブとしたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記した熱交換器は自己蒸発凝縮する構成であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は冷凍装置、それも二酸化炭素と低ＧＷＰ値のＨＦＯガスの非共沸混合冷媒を使用する冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フロンが地球環境を悪化させ、温暖化の要因とされていることから、ＧＷＰ値が１となる二酸化炭素を冷媒として使用することが行われており、この二酸化炭素とＨＦＯの混合冷媒を使用することも行われている。
【０００３】
しかしながら、この混合冷媒にあっても、冷媒の凝縮温度が低温となるため、常温での凝縮水温や気温では高圧となってしまい、３．０Ｍｐａ以下にはならない。そのため、従来の汎用機器の利用規格内では使用することができないものとなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
本願考案について、出願人は先行する技術文献を調査したが、格別に本願考案と関連し、類似すると思われる文献は発見できなかった。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案が解決しようとする問題点は、二酸化炭素と低ＧＷＰ値のＨＦＯガスの非共沸混合冷媒を使用した場合、その冷媒の凝縮温度が低温のため、常温では高圧となって、３．０Ｍｐａ以下にすることができないという点であり、常用圧力を３．０Ｍｐａ以下に維持して、従来の汎用機器を使用することができる装置はなかったという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した問題点を解決するために、本考案に係る冷凍装置は、冷媒として二酸化炭素と低ＧＷＰ値のＨＦＯガスを混合した非共沸混合冷媒を用いた冷凍装置であって、冷凍回路の高圧を冷却によって３．０Ｍｐａ以下とするため、冷凍回路の凝縮器と、蒸発器の一次側の膨張弁の間に、ケーシングの内部に一枚の伝熱プレートを設け、その伝熱プレートによって、冷媒が流通する、同一の容量を有する一次側と二次側を形成し、前記した伝熱プレートの伝熱面積は一次側と二次側で同一とした熱交換器を直列に複数個連接して設け、各熱交換器の二次側流入口前には減圧弁を配してあることを特徴としている。
【０００７】
また、本考案に係る冷凍装置は、前記した熱交換器は二つを連接して二段の蒸発減圧機構としてあることを特徴としている。
【０００８】
さらに、本考案に係る冷凍装置は、前記した冷媒はＧＷＰ値が１の二酸化炭素とＧＷＰ値が０．８より大きいＲ１２２４ｙｄ（ＨＦＯ−１２２４ｙｄ）の混合ガスであることを特徴としている。
【０００９】
そして、本考案に係る冷凍装置は、前記した減圧弁は減圧度の調整用キャピラリチューブとしたことを特徴としている。
【００１０】
また、本考案に係る冷凍装置は、前記した熱交換器は自己蒸発凝縮する構成であることを特徴としている。
【考案の効果】
【００１１】
本願考案は上記のように構成されている。そのため、本考案では複数、それも二段構成とした自己蒸発凝縮する熱交換器によって凝縮熱源の温度が完全低温でなくとも凝縮圧力の高圧化を抑制することができる。ここで、完全低温とはＰＨ線図上の湿り蒸気を一定圧力内で冷却凝縮可能温度をいう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案を実施した冷凍回路図である。
【図２】熱交換器を一台使用した場合の冷凍回路図である。
【図３】図２のＰＨ線図の概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。
【実施例１】
【００１４】
次に、本考案の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。まず、図２によって熱交換器を一つ使用した場合について説明する。図中２０は圧縮機を示し、この圧縮機２０から高圧高温の冷媒ガスが吐出される。ここで、冷媒としては二酸化炭素（ＧＷＰ値が１）とＲ１２２４ｙｄ（ＧＷＰ値が０．８より小さい、ＨＦＯ−１２２４ｙｄ）の非共沸混合冷媒が使用される。この混合比は１：１が理想であるが、設定温度によってこの比率は決定される。
【００１５】
冷媒は圧縮機２０から吐出され（図中２の状態）、凝縮器２１を通過して、一段熱交換器２２の一次側Ａに流入する（図中３の状態）、この２〜３の過程で、凝縮器２１による比エンタルピー放熱がある（ｈ１）。
【００１６】
ここで、一段熱交換器２２はケーシング内を一枚の伝熱プレートで仕切られて、冷媒が流通する同一容量の一次側Ａと二次側Ｂが形成されているもので、伝熱プレートの伝熱面積は一次側Ａと二次側Ｂで同一とされている。図中３の状態では、凝縮器２１を通過後、一段熱交換器２２の一次側Ａへの流入前温度となっている（図３のＰＨ図参照）。
【００１７】
一段熱交換器２２の一次側Ａに流入し、流出した冷媒は（図中３〜４の状態）で凝縮比エンタルピー放熱がある（ｈ２）。一段熱交換器２２の一次側Ａを通過した冷媒は減圧弁、具体的にはキャピラリチューブ２６を通過して二次側Ｂに流入される。
【００１８】
一次側Ａを通過し、キャピラリチューブ２６を通過し、二次側Ｂへ流入される前（図中４〜５の状態）で、減圧、蒸発する。
【００１９】
一段熱交換器２２の二次側Ｂを通過した冷媒（図中５〜５´の状態）は蒸発比エンタルピーの吸熱がなされる（ｈ３）。二次側Ｂを通過した際の冷媒の吸熱量は一次側Ａの放熱量と略同等の近似値となる。
【００２０】
この二次側Ｂを通過し、膨張弁２３を通過し、蒸発器２５に流入する冷媒（図中５´〜１０の状態）は減圧、蒸発する。蒸発器２５を通過した冷媒は圧縮機２０へ戻ることで回路が形成される。
【００２１】
ここで、一段熱交換器２２の一次側Ａの凝縮比エンタルピー放熱（ｈ２）と二次側Ｂの蒸発比エンタルピー吸熱（ｈ３）はバーター熱交換して、膨張弁２３を通過して蒸発器２５へ流入する一次側（図中１０の状態）では蒸発比エンタルピーは０となってしまう。つまり、冷媒の高圧は抑制するも、最終冷却能力は減衰してしまう。
【００２２】
そこで、本考案では、凝縮器２１と膨張弁２３との間に、一段熱交換器２２に、さらに、直列に二段熱交換器２４を連接してある。この二段熱交換器２４は一段熱交換器２２と同じ構成の自己蒸発凝縮の熱交換器であって一段熱交換器２２の二次側Ｂを通過した冷媒は二段熱交換器２４の一次側Ｃに流入され、この一次側Ｃを通過した冷媒は減圧弁（キャピラリチューブ）２６を通って二次側Ｄに流入する。この二次側Ｄにあって図中７〜７´を通った冷媒は膨張弁２３を通過して蒸発器２５を通り、圧縮機２０へ戻る。（図中１の状態）
【００２３】
この二段熱交換器２４にあって、前述した一段熱交換器２２におけると同様の放熱、吸熱が行われる。一段熱交換器２２のみでは膨張弁１０を通過した時点で蒸発比エンタルピーが０となってしまうが、その前に二段熱交換器２４を介在させることで、最終的な冷却能力を維持して常用圧力を３．０Ｍｐａ以下に維持することができる。そのため、本考案を実施することで、従来の汎用機器も規格内で利用使用することを可能とし、冷凍能力も従来のフロンを使用した場合に近い性能を得ることができる。即ち、一段熱交換器２２は高圧を抑制し、二段熱交換器２４は最終冷却能力の減衰を防止する。これらの機能を組み合わせたことで全体として本考案の目的を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本実施例では熱交換器を二段構成（二つ直列）としたが、これにこだわらず、必要に応じ、三つ以上の多数の熱交換器を直列に連接した構成とすることは勿論可能である。
【符号の説明】
【００２５】
２０    圧縮機
２１    凝縮器
２２    一段熱交換器
２３    膨張弁
２４    二段熱交換器
２５    蒸発器
２６    減圧弁（キャピラリチューブ）
Ａ，Ｃ  一次側
Ｂ，Ｄ  二次側
【図１】
0003226247.tif 000003
【図２】
0003226247.tif 000004
【図３】
0003226247.tif 000005